thiết kế và thi công mạch tính cước điện thoại giao tiếp bằng máy tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  TRÀ HÙNG NHÂN 10101132 THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Dũng Trình Giáo viên phản biện: Trần Duy Cường Tp Hồ Chí Minh - 01/2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Dũng Trình Sinh viên thực hiện: Trà Hùng Nhân MSSV: 10101132 Ngành: Điện Tử Viễn Thơng Khóa: 2001 - 2006 Lớp: 01ĐĐT Đề tài: “Thiết kế thi cơng mạch tính cước điện thoại giao tiếp máy tính” Tp HCM, Ngày … tháng … năm 2008 Giáo viên hướng dẫn TS Trần Dũng Trình BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Giáo viên phản biện: Trần Duy Cường Sinh viên thực hiện: Trà Hùng Nhân MSSV: 10101132 Ngành: Điện Tử Viễn Thơng Khóa: 2001 - 2006 Lớp: 01ĐĐT Đề tài: “Thiết kế thi cơng mạch tính cước điện thoại giao tiếp máy tính” Tp HCM, Ngày … tháng … năm 2008 Giáo viên phản biện Trần Duy Cường GVHD: TRẦN DŨNG TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang Bìa .3 Lời cảm ơn PHẦN I: DẪN NHẬP .5 I Đặt vấn đề II Mục đích, yêu cầu đề tài III Giới hạn đề tài IV Các phương pháp thực thi đề tài PHẦN II: HOẠT ĐỘNG CỦA MẠNG ĐIỆN THOẠI VÀ NGUYÊN LÝ TÍNH CƯỚC .9 CHƯƠNG I: Giới thiệu chung mạng điện thoại .10 Phần A: Cấu trúc mạng 10 I Mạng chuyển mạch công cộng (PSTN) 10 II Các dạng mạng chuyển mạch .11 Phần B: Mạng điện thoại 12 I Tổng quát II Phân cấp chức mạng điện thoại III Các chức hệ thống tổng đài IV Các thông tin báo hiệu điện thoại V Tín hiệu điện thoại CHƯƠNG II: Khái niệm chung máy điện thoại I Nguyên lý thông tin điện thoại II Những yêu cầu máy điện thoại III Những chức máy điện thoại IV Phân loại máy điện thoại CHƯƠNG III: Máy điện thoại ấn phím SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THIẾT KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN DŨNG TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Các khối chức máy điện thoại II Kỹ thuật gởi số xung lưỡng âm đa tần (Dual Tone Multi Frequency – DTMF) CHƯƠNG IV: Các phương thức nhận biết tính cước điện thoại I Phương thức quay số II Phương pháp tính cước III Kỹ thuật ghi cước tổng đài IV Mã vùng giá cước PHẦN III: TÌM HIỂU VỀ 80C51 VÀ PHƯƠNG THỨC GIAO TIẾP QUA RS_232 BẰNG IC 89C51 CHƯƠNG I: Cấu tạo họ vi điều khiển 8051 I Tổng quát II Sơ đồ khối chip 8051 III Khảo sát sơ đồ chân 8951, chức chân CHƯƠNG II: Thiết kế giao tiếp I Mở đầu: II SBC – 51: III Các phương pháp giao tiếp IV Phương pháp giao tiếp máy tính PHẦN IV: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG CHƯƠNG I: Sơ đồ khối – nguyên lý hoạt động I Sơ đồ khối II Chức khối III Sơ lược nguyên lý hoạt động mạch CHƯƠNG II: Thiết kế giải thích nguyên lý hoạt động mạch theo khối I Khối xử lý trung tâm CPU II Khối Ram nhớ III Khối chốt địa SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THIẾT KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN DŨNG TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP IV Khối giao tiếp RS_232 V Khối cảm biến, nhấc máy, gác máy đảo cực VI Khối DTMF VII Khối hiển thị Led VIII Khối nguồn nuôi Ram IX Khối nguồn PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ BÀN LUẬN Kết luận kiến nghị Báo cáo kết thi công hướng phát triển đề tài Tài liệu tham khảo Phụ lục SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THIẾT KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN DŨNG TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I: DẪN NHẬP SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THIẾT KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN DŨNG TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU I ĐẶT VẤN ĐỀ: Cơng nghệ thông tin liên lạc ngày phát triển cách nhanh chóng nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội Nó ln đóng vai trị cốt lõi việc cập nhật thông tin cho người để liên kết tới vùng lãnh thổ, quốc gia giới Bên cạnh phát triển mạnh mẽ mạng thông tin di động kỹ thuật cao, nhu cầu lắp máy điện thoại cố định hàng năm lớn Mặc dù ngành bưu điện cố gắng mở rộng dung lượng thoại không đáp ứng đủ nhu cầu khách hàng Vì nhu cầu sử dụng điện thoại cơng cộng cao, điểm điện thoại công cộng mở nhằm đáp ứng lợi ích người dân Với kiến thức học nhà trường, với nhu cầu xã hội, mong muốn thật khám phá đam mê lĩnh vực viễn thơng Vì tơi ngun cứu lựa chọn đề tài: “Thiết kế thi công mạch tính cước điện thoại giao tiếp máy tính” Nhiệm vụ chủ yếu đề tài: “Thiết kế thi cơng mạch tính cước điện thoại” tính tốn xác thời gian đàm thoại đổi số tiền tương ứng với thời gian gọi, cho ta biết giá tiền, thời gian mà hiển thị số quay, gọi liên tỉnh hay nước ngồi, nhờ mà hệ thống tính cước đặt đại lý điện thoại công cộng, trung tâm bưu điện thành phố, bưu điện văn hóa xã nhằm đáp ứng nhu cầu phục vụ khách hàng tốt II MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI: Với đề tài mạch tính cước điện thoại đặt th bao cơng cộng, nhiệm vụ chủ yếu tính tốn xác thời gian đàm thoại đổi số tiền ứng với thời gian gọi, ngồi cịn hoạt động đồng hồ thị thời gian Vì mục đích nên máy tính cước điện thoại địi hỏi yêu cầu kỹ thuật sau: - Hiển thị gọi đến thuê bao khác có độ dài 10 số - Nhận số DTMF SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THIẾT KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN DŨNG TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Tự động đếm thời gian tính tiền nhận tín hiệu đảo cực - Hiển thị thời gian, số máy điện thoại gọi đi, số lượng gọi số tiền - Lưu chi tiết (số gọi, thời gian gọi, số tiền) 254 gần - Chức thống kê, cộng tổng số tiền - Ngắt, không cho phép gọi quay số PULSE - Ngắt, sau 60 giây mà gọi khơng tính cước - Bảng cước rõ ràng, người khai thác tự cài đặt, sửa đổi phương thức tính cước giá cước cách đơn giản, dễ dàng - Chuyển đổi cài đặt đầu nội hạt thành nội tỉnh dễ dàng Chuyển đổi vùng tính cước đơn giản Khách hàng tự quay số gọi - Có chức tạo "tín hiệu đảo cực giả" để tính tiền trường hợp đường dây khơng có tín hiệu đảo cực - Có mạch cắt sét chống nhiễu điện áp cao đường Line - Sử dụng máy điện thoại bấm phím DTMF (máy điện thoại khai thác giao dịch viên) cài đặt theo bảng mã lệnh hướng dẫn Thiết bị sử dụng RAM pin CMOS III GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: Mạng điện thoại công cộng phổ biến với phạm vi chun mơn cịn hạn chế, thời gian ngắn nên nhiều vấn đề em chưa thể khai thác hết Do trình thiết kế thi cơng cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn sinh viên để em có đề tài hồn thiện Vì em tập trung vào giải vấn đề cụ thể: - Thiết kế phần cứng máy tính cước điện thoại - Giao tiếp với máy tính qua RS-232 - Xác định xác thời gian đàm thoại quy đổi giá tiền - Lưu trữ giá trị gọi in hóa đơn cho khách hàng IV CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC THI ĐỀ TÀI: Với yêu cầu trình bày trên, ta đưa phương pháp thực thi đề tài sau: SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THIẾT KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN DŨNG TRÌNH  Phương pháp sử dụng kỹ thuật số  Phương pháp sử dụng kỹ thuật vi xử lý  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phương pháp sử dụng kỹ thuật vi điều khiển Với kỹ thuật số, để đáp ứng nhu cầu khó khả mở rộng nhớ bị giới hạn gây khó khăn việc thiết kế Cịn kỹ thuật vi xử lý khắc phục yếu điểm kỹ thuật số nhớ mở rộng phần thi cơng phần cứng cịn khó, trở ngại lớn phần thiết kế thi cơng Cịn kỹ thuật vi điều khiển kỹ thuật tương đối mới, với nhớ mở rộng phần mềm linh hoạt nên dễ thiết kế phần cứng phần mềm Vì em chọn phương pháp “Sử dụng vi điều khiển” để thực thi đề tài phần cứng phần mềm Bởi lý đơn giản kỹ thuật vi điều khiển khắc phục nhược điểm mà phương pháp khác không thực khó khăn Hơn chip vi điều khiển dùng phổ biến giá hợp lý Có nhiều họ vi điều khiển, chọn họ 8031 mà cụ thể chip AT89C51 hãng Atmel với IC chuyên dùng, nhằm để đáp ứng yêu cầu đề tài đặt Vi điều khiển AT89C51 chọn có lợi điểm sau: - Vi điều khiển AT89C51 thị trường sử dụng phổ biến giá thành hợp lý - Các bus địa bus liệu rộng khả chuyển đổi cho linh hoạt phần mềm - Có nhớ nội thuận tiện cho việc thiết kế lập trình Đơn giản phần cứng cho máy tính cước khơng cần thêm mạch nhận biết quay số Pulse Mà dùng trực tiếp mạch nhấc máy đảo cực để nhận biết quay số Như phần cứng máy bớt cồng kềnh, giảm giá thành máy SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THIẾT KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH Ngun lý hoạt động: Khi có dịng chạy qua Led, led phát sóng hồng ngoại tác dụng sóng hồng ngoại phận thu photodiode bị tác động dẫn điện Như vậy, hai mạch ngõ vào ngõ cách ly với Mạch điều khiển từ xa sử dụng optocouple loại 4N35 loại có phần thu transistor Lúc không đảo cực: nghĩa công tắc chân 1( U7) chân (U8) (xem hình 5.1) nối lại với nhau, chân TXD chân RXD truyền trực tiếp với − Để bắt đầu gọi, thuê bao bắt đầu nhấc máy, điều báo hiệu cho tổng đài biết thuê bao muốn thiết lập gọi, đồng thời ngõ P3.3 tức chân INT1 89C51 xuất mức logic qua điện trở R14=150Ω để phân cực cho transistor Q15 hoạt động kéo theo tiếp điểm Rơle đóng lại (Rơle có tác dụng tạo đảo cực giả) − Thuê bao bắt đầu quay số, tín hiệu vào mạch làm cho ISO1 chạy, tức chân RXD mức logic chân TXD mức logic Chương trình phần mềm nhận biết xử lý với mức logic hai chân sau cho phép mạch hoạt động chế độ đảo cực − Khi tổng đài biết có thuê bao muốn thiết lập gọi, tổng đài gởi tín hiệu mời quay số, tín hiệu qua chân tiếp điểm rơle, qua điện trở R4, qua tụ C3, qua điện trở R5, vào chân đảo cực –IN vi mạch MT8870 Tín hiệu sau vào thu DTMF hoạt động chế độ tone, có tác dụng giải mã phím bấm điện thoại thành bit liệu để đưa vi xử lý nhận biết xử lý Chân STD MT8870 đưa tín hiệu vào INT0 chương trình phần mềm điều khiển xử lý sau 10s chân cho phép đọc RD\ vi điều khiển 89C51 qua cổng logic tác động vào chân TOE MT8870 phép bit liệu xuất qua Q1 …Q4 vào CPU để xử lý tính tiền − Tín hiệu sau vào MT8870 để xử lý quay để nối thơng thoại với th bao Khi thuê bao gác máy, vi xử lý tính toán số tiền thời gian đàm thoại kể từ thuê bao bên bắt đầu nhấc máy hiển thị toàn thời gian, số tiền led  Tính tốn: Tụ C6 có nhiệm vụ bypass tồn tín hiệu mà tổng đài cấp cho th bao Tín hiệu có tần số thấp tín hiệu chng có tần số 15Hz ÷ 65Hz Vì ta có: fc ≤ f = 25Hz  C6 ≥ 2.π R f C1 Mà R = RTĐ + RTB = 1200Ω (khi thuê bao nhấc máy)  C6 = = 5,3η F 2.3,14.25.1200 Vậy ta chọn C6 = 10µF/150V  Vì điện áp ngược đặt vào hai đầu diode opto 4N35 6V nên để an toàn cho opto hoạt động ta chọn hai diode zener có Vz = 3V để ổn định điện áp Lúc điện áp rơi opto tối đa 3,7 V Vì vậy, opto hoạt động điện áp ngược đặt lên opto cịn lại khơng vượt q giới hạn cho phép − Khi th bao nhấc máy, dịng thơng thoại cấp cho thuê bao từ (20-100 mA) − Cho dòng tổng đài cấp cho thông thoại nhỏ 20mA − Chọn Opto 4N35, chọn dòng qua led 4mA, điện áp sụt led Opto là: V = 2V − Dòng qua R14 là: R14 = I = 20 – = 16mA Vopto = =0,125KΩ I 14 16 Chọn R14= 150Ω VI KHỐI GIẢI MÃ DTMF: IC MT8870 mạch thu tín hiệu DTMF hồn chỉnh hai chức mạch lọc tách băng thông giải mã tín hiệu DTMF tín hiệu số bit nhị phân IC sản xuất cơng nghệ CMOS, kích thước nhỏ, tốn lượng khả ứng dụng rộng rãi IC tổng hợp từ nhiều mạch chức (được mô tả bên dưới): Sơ đồ khối sơ đồ nguyên lý: 1.1 Sơ đồ khối: SƠ ĐỒ KHỐI CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA IC MT8870 1.2 Sơ đồ nguyên lý: Port 3.2 H I R 100K C 10 100nF U K Y ,5 M H z S T /G T EST STD IC IC O SC O SC G N D Q Q Q Q TO E R 17 16 15 390 1 1 Port Port Port Port 0.3 0.2 0.1 0.0 C M 8870 HI R U 10A 74LS04 IN + IN G S VR EF VC C 103J C 15 18 DTMF INPUT Khối giải mã DTMF Bảng trạng thái: FLOW FHIGH DIGIT ANY TOE L Q4 Z Q3 Z Q2 Z Q1 Z 697 697 697 770 770 770 852 852 852 941 941 941 697 770 852 941 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1336 1209 1477 1633 1633 1633 1633 * # A B C D H H H H H H H H H H H H H H H H 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 Chức năng: Chức lọc tách tín hiệu DTMF làm hai nhóm Tone thấp Tone cao: - Giải mã 16 cặp tín hiệu DTMF (tương ứng với 16 phím bàn phím máy điện thoại) thành mã bit nhị phân - IC cung cấp thêm phần khuyếch đại vi sai ngõ vào, điều chỉnh độ lợi - IC hoạt động với thạch anh 3, 579MHz - IC có phần chốt ba trạng thái ngõ giao tiếp với bus liệu Một số ứng dụng IC MT8870:  Điều khiển từ xa  Mạch thu cho tổng đài  Mạch tính cước điện thoại v.v - Nguyên lý hoạt động: IC MT8870 giải mã tín hiệu DTMF đưa vào từ khối giao tiếp đường dây cho số BCD bit đưa tới CPU Khi cặp DTMF giải mã chốt ngõ đồng thời tín hiệu ngắt (mức logic 1) tạo chân 15 (STD) Tín hiệu qua cổng Not biến đổi thành mức logic đưa đến chân INT0 CPU để báo cho CPU nhận tín hiệu DTMF vừa giải mã thông qua bit port - Chân TOE gắn lên mức cao để có phím ấn nhấn thu bit ngõ từ Q1 đến Q4 IC MT8870 - Chân chân MT8870 nối tới thạch anh 3,579MHz, dùng làm tần số xung clock cho IC hoạt động - Chân 10 mức thấp, MT8870 tạo xung báo cho CPU biết qua chân INT0 để tạo ngắt, CPU chuyển sang chế độ tone Lúc đó, vi mạch MT8870 nhập số dạng tín hiệu mã sóng DTMF đồng thời ngõ Q1 … Q4 mức tổng trở cao - Chân 16 nối với chân 17 điện trở có giá trị 390, chân 17 nối lên nguồn qua tụ 104 pF nhằm tạo khoảng thời gian trễ thích hợp cho liệu chốt ngõ trước tạo tín hiệu ngắt chân STD - Để kết nối hai chân ta phải qua cổng đảo IC 74LS04 để tạo ngắt cho vi xử lý AT89C51 Tính tốn: Việc thiết kế mạch đơn giản nhà sản xuất đưa mạch cứng dạng chuẩn từ ta ứng dụng mạch dạng chuẩn Tuy nhiên, để phù hợp với mục đích thiết kế ta thay đổi số thông số: HI DTMF C 100nF R R ,5 K IN + IN G S VR EF VC C S T /G T EST S TD O SC O SC , M 8H z IC IC G N D Y C M 8870 4.1 Mạch thu Tone: Sơ đồ mạch: Q Q Q Q TO E 1 1 1 1 R 330k C 100nF 2 U 100K DTMF C 100nF R 100K R ,5 K Theo khuyến cáo nhà sản xuất: R4=102KΩ ± 1% R5= 71,5 KΩ ± 1% C3= 100nF ± 5% Chọn: R4= 100 KΩ R5=100 KΩ C3=100nF 4.2 Mạch lái chuẩn: Trước thu nhận cặp Tone giải mã, thu phải kiểm tra xem thời tín hiệu có khơng Việc kiểm tra thực R5, C6 bên H I Sơ đồ mạch: R ST/GT EST C 100nF 330k Khi chân EST lên mức logic cao làm cho V C6 (điện áp tụ) tăng lên xả tụ Khi mà EST mức cao thời gian hợp lệ (t GTP) VC6 tiến tới mức ngưỡng Vtst để nhận cặp Tone chốt bit mã tương ứng với Thanh ghi Receive Data Register, lúc đầu chân GT kích hoạt đẩy V C6 lên tới VCC Cuối sau thời gian delay ngắn cho phép việc chốt data thực xong cờ mạch lái lên mức high báo cặp Tone thu lưu vào ghi Dữ liệu thu Data Bus theo hai chiều Khi ghi Receive Data đọc, mạch lái hoạt động lại theo chiều ngược lại để kiểm tra khoảng dừng hai số quay Ngồi cịn cho phép ta thiết kế điều chỉnh hoạt động cho phù hợp với đòi hỏi khác ứng dụng Việc điều chỉnh thời gian ta phải tính toán cho đạt độ ổn định chống nhiễu cao Theo khuyến cáo nhà sản xuất: R7= 390 KΩ ± 1% C10= 100nF ± 5% Chọn: R7=390 KΩ C10= 100nF Chọn thạch anh X2= 3,358MHz VII KHỐI HIỂN THỊ LED: Sơ đồ khối: H I Q R 41 10k 1 1 9 10 A B C D E F G VC C V cc LED PNP BCE A1015 R 42 Nguyên lý hoạt động: Như hình ta thấy, để led đoạn sáng ta phải làm hai cơng việc đưa liệu từ port (P1.0 đến P1.3 AT89C51) đến 74LS245 đưa tín hiệu chọn led từ port (P1.4 đến P1.7 AT89C51) IC 74LS154 giải mã sang 16 để chọn led cần hiển thị Vì led đoạn có cơng suất lớn nên ta dùng loại Transistor thiết kế chế độ đóng ngắt (bão hịa) để điều khiển Dựa vào tính chất lưu ảnh mắt người nên ta dùng phương pháp quét led để điều khiển hiển thị led Nếu đơn vị thời gian ta cho ảnh led sáng tắt liên tục (≥ 24 lần) mắt người có cảm giác nhìn hình ảnh liên tục Hơn phương pháp quét ta tiết kiệm lượng việc cho led sáng khoảng thời gian nhỏ Tuy nhiên nhược điểm phương pháp độ sáng led phụ thuộc vào linh kiện mắc bên transistor, điện trở; tần số quét led phải thích hợp (do led sáng mờ tần số quét lớn, led nhấp nháy tần số quét chậm) phải nằm vùng đáp ứng linh kiện Tính tốn giá trị khối: Vì led điều khiển theo phương pháp quét nên thời điểm có đoạn led (của led đoạn) sáng nên phải tính giá trị dịng tổng qua đoạn led Vì thời gian quét led nhanh nên để đảm bảo led sáng tốt, dịng led phải cao (khơng giống phương pháp chốt dòng 10 – 20 mA), ta chọn dòng quét qua đoạn led Iled = 30 mA, nguồn cung cấp cho led +5V Trong sơ đồ nguyên lý có tất 12 đoạn led nên dòng tổng mà transistor phải tải 360mA Ta chọn transistor A1015 có thơng số sau: Pmax = 400mW VCEMAX = 50V ICMAX =150mA β = 250 Ta có: Ic = Iled = 30mA Vì transistor A1015 thiết kế chế độ bão hòa nên: IB ≥k.Ic/β Chọn k = để transistor A1015 hoạt động chế độ bão hòa sâu:  IB = x 30/250 = 0,36mA Các loại IC họ TTL có mức logic 3,5V; mức logic 0,7V  R41 = VTTL − V BE 3,5 − 0,7 = = 7,8K Ω IB 0,36mA Ta chọn : Các điện trở từ R41 đến R52 có giá trị 10K Ω VIII Nguồn nuôi cho RAM: Sơ đồ khối: H I D D 1N 4148 R 100 1N 4148 D 1 1N 4148 B T1 B A TTE R Y Nguyên lý hoạt động: Khi có nguồn 5V phần qua Zener D9 R3 nạp vào pin, phần nuôi nhớ (RAM) qua Zener D8 Khi điện, pin phóng điện qua D7 để ni nhớ (RAM) Tính tốn: − Chọn Zener D7, D8, D9 1N4148 − Vcc=5V − Sụp áp qua Zener 0,7V − Điện áp nguồn nuôi RAM là: Vng=Vcc-0,7=5-0,7=4,3V − Điện áp nguồn dự trữ chọn 3,6V − Vpin= Vcc–VR3 – VD9= 3,6 V −  VR3 = Vcc–Vpin – 0,7 V= - 0,7 – 3,6 = 0,7 V − Mà VR = I.R3 − Chọn dòng nạp cho pin I= 10 mA −  R3 = − Chọn R3=100 Ω 0,7V VR = =70 Ω 0,01A I IX Khối nguồn: Sơ đồ khối: HI U 22 LM 7805 VO U T N G U O N 5VD C V IN C 100 uF 16V + + C 1000 uF 16V 1N 4007 G N D D 21 JP3 Nguyên lý hoạt động:  Tụ C7, C8 tụ lọc nguồn, có nhiệm vụ sau qua diode D21 lấy điện áp DC để đưa vào IC ổn áp  LM7805 IC ổn áp , có nhiệm vụ tạo nguồn áp ổn định cung cấp cho tất linh kiện mạch Tính tốn:  Tụ C7, C8 tụ cấp nguồn cần có giá trị đủ lớn để đảm bảo lọc tốt  Vì ta chọn chúng tụ hóa gồm: C7 có giá trị 100 µF/16V, C8 có giá trị 1000 µF/16V  Để IC ổn áp cho nguồn 5V ta phải đưa vào nguồn áp ≥ 7V Vì tụ lọc có giá trị lớn nên điện áp cầu đầu biến áp là: VOBA = = V Bên mạch, phận cần dịng nhiều phần hiển thị có dịng đến 240 mA tất linh kiện mạch sử dụng nguồn ổn áp 5V nên ta chọn IC ổn áp là: LM7805 có khả cung cấp dịng lên đến A X Giải thích hồn chỉnh ngun lý hoạt động mạch: Để mạch hoạt động thuê bao phải đăng ký đảo cực tổng đài Ở ta dùng rơle để tạo đảo cực giả Khi hệ thống cung cấp nguồn, nguồn điện áp đến tất vi mạch máy CPU cấp nguồn bắt đầu hoạt động địa 0000H Khi thuê bao gác máy, điện trở mạch vòng DC đường dây thuê bao lớn ( >20 KΩ) nên xem khơng có dịng chạy qua thuê bao Vì hai Opto ISO1 Opto ISO2 khơng dẫn, hai chân vi xử lý RxD TxD mức Lúc vi xử lý biết thuê bao gác máy Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch vòng th bao giảm xuống cịn 150 Ω ÷ 1500 Ω Lúc đường dây th bao có dịng DC chạy qua, tín hiệu từ tổng đài điện thoại gửi đến chân làm cho ISO1 ISO2 hoạt động, dòng chạy qua R11 làm cho 4N351 dẫn qua R10 làm 4N352 dẫn Khi 4N351 (U7) hoạt động, đồng nghĩa với chân RXD 89C51 xuống mức logic Chân TXD mức logic 1, chương trình phần mềm hiểu tác động theo chế độ đảo cực Tín hiệu INTERRUP1 từ chân 13 89C51 qua R14 phân cực cho Q15 làm cho tiếp điểm rơle đóng cuộn dây rơle hoạt động Tín hiệu tương tự từ tổng đài đưa đến qua C3 tiếp tục qua R4, qua R5 đến chân đảo cực –IN MT8870 Khi MT8870 nhận tín hiệu đảo cực từ chân 15 tức chân STD (MT8870) lên mức logic làm cho chân 12 vi điều khiển 89C51 ngắt INT0 thông qua cổng đảo 74LS04 Đồng thời hai chân RD (chân 17) 89C51 cho hoạt động mức logic có địa 8000 nối với chân OE\(MCM6264) chân WR (chân 16) 89C51 nối với chân WE\ (MCM6264) cho phép đọc ghi liệu từ RAM mức logic Chân TOE (chân 10) MT8870 tác động ngõ vào mức logic xuất ngõ Q1 đến Q4 sau đưa liệu vi xử lý AT89C51 để xử lý sau nhận số hợp lệ Khi Port 89C51 có nhiệm vụ xuất liệu đến thành phần sau: Port 1.0 ÷ Port 1.3 nối với đầu vào IC 74LS247 IC dùng giải mã từ BCD sang led đoạn Port 1.4 ÷ Port 1.7 nối với đầu vào IC 74LS154 có nhiệm vụ giải mã từ sang 16, sử dụng để chọn led Tất chân anod hệ thống 12 led đoạn sẵn sàng hoạt động có tác động xung Port từ CPU gởi tới BÁO CÁO KẾT QUẢ THI CÔNG *** Thời gian đầu nhiệm vụ, em gặp phải khó khăn định kiến thức chuyên ngành, phải chọn đề tài cho phù hợp chưa biết kết thi công Nhưng nay, với đề tài “Thiết kế thi cơng mạch tính cước điện thoại giao tiếp với máy tính” em hồn thành nhiệm vụ giao Về phần cứng: Do sai sót phần thi cơng cịn vài chi tiết nhỏ nên mạch chưa hoàn chỉnh Khối hiển thị Led chạy tốt, led hiển thị đẹp Về phần mềm: Về hoàn thành, phần mềm viết cho vi điều khiển thực nhiệm vụ nhận biết trạng thái gọi, thu giải mã DTMF, quét led hiển thị Với thời lượng tháng đủ với người làm thục, em khoảng thời gian tìm tịi học hỏi để bổ sung cho riêng có thêm nhiều kiến thức chun ngành đặc biệt lĩnh vực viễn thông ngày phát triển nay, để thích ứng không bị bở ngỡ với công việc thực tế sau Đề tài “Thiết kế thi công mạch tính cước điện thoại giao tiếp với máy tính” không thu hút em nhiều tính phổ biến thị trường phát triển hiệu nhằm đem lại lợi ích cho người dân Bởi vậy, em muốn làm sản phẩm cho riêng Trong khoảng thời gian cịn lại em cố gắng khắc phục hạn chế đề tài phần cứng để đề tài hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO − Lê Văn Tiến Dũng: Practice of Computer measured and Controlled System ÐHKTCN TP HCM − Microsoft Visual Basic 6.0 Programmer's guide Microsoft Press − Ngô Diên Tập: Ðo lường điều khiển máy tính NXBKHKT, 1996 − 8051 Họ Vi Ðiều Khiển − Các file dùng từ website viễn thông − Các luận án tốt nghiệp bạn bè khóa trước ... MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN DŨNG TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I: DẪN NHẬP SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THI? ??T KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH... chọn đề tài: ? ?Thi? ??t kế thi cơng mạch tính cước điện thoại giao tiếp máy tính? ?? Nhiệm vụ chủ yếu đề tài: ? ?Thi? ??t kế thi cơng mạch tính cước điện thoại? ?? tính tốn xác thời gian đàm thoại đổi số tiền... chức máy điện thoại IV Phân loại máy điện thoại CHƯƠNG III: Máy điện thoại ấn phím SVTH: TRÀ HÙNG NHÂN THI? ??T KẾ MẠCH TÍNH CƯỚC ĐIỆN THOẠI VÀ GIAO TIẾP BẰNG MÁY TÍNH